[发明专利]一种集负压吸取与仿生抓取于一体的柔性灵巧手

说明书

本发明公开了一种集负压吸取与仿生抓取于一体的柔性灵巧手，该柔性灵巧手包括柔性手掌和安装在柔性手掌上的柔性手指。本发明提供的柔性灵巧手为全柔性结构，有效地解决了形状不规则多余物以及尘屑等微小颗粒多余物不易清除的问题，并且能够在有限空间内进行碰撞规避。

技术领域

本发明涉及柔性机械手领域，具体涉及一种适用于空间受限的集负压吸取与仿生抓取于一体的柔性灵巧手。

背景技术

在很多诸如火箭、发射车、飞机、船舶、空间站等受限的空间内，其在装配或者检修过程中可能产生很多尘屑及不规则特征的多余物，而这些多余物通常比较难以清除。

现有技术的柔性机械手，大多为刚柔耦合的结构，如专利(CN201710361139.2)公示的一种柔性驱动机械手，其仅在部分关节和驱动部分采用SMA(形状记忆合金)的柔性传动机构，而其余结构则为刚性结构，并且结构较为复杂，不能抓取尘屑等颗粒较小的物体。

针对抓取尘屑和不规则特征的多余物时，现有技术中的柔性机械手一般只能抓取形状特征较为明显的物体，抓取方式较为单一，不能针对不同形状的物体，智能的选取最优的抓取方式；并且，一般只作为执行器机构，不能进行自主避障，尤其是在火箭、发射车、飞机、船舶、空间站等受限空间内作业时，无法在清除多余物时，保证其他元器件的安全性。

由于上述原因，亟需设计出一种能够智能抓取尘屑和不规则特征多余物的柔性灵巧手。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本发明人进行了深入研究，设计出一种集负压吸取与仿生抓取于一体的柔性灵巧手，该柔性灵巧手为全柔性结构，有效地解决了形状不规则多余物以及清除尘屑等微小颗粒多余物不易清除的问题，并且能够在受限空间内进行碰撞规避。

根据本发明，提供一种集负压吸取与仿生抓取于一体的柔性灵巧手，所述柔性灵巧手包括柔性手掌和安装在柔性手掌上的柔性手指。

所述柔性手指可设置为一根或多根，例如设置为五根，包括大拇指、食指、中指、无名指和小拇指，可通过塑料卡簧相连，内部为空腔结构，其末端安装在柔性手掌上。

优选地，在柔性手指之一(如中间手指或中指)上可安装有负压柔性吸管，其可由吸尘马达驱动；在柔性手指之一(如边缘指或小拇指)的末端可设置辅助装置。

所述柔性手掌内部安装有柔性软管，优选为充压柔性软管，可对柔性手指进行充压充气和负压吸气操作。

本发明中柔性手掌和柔性手指表面贴附有柔性触觉传感器。所述柔性手指此外还包括柔性复合驱动器和充气空腔，所述柔性复合驱动器可由介电弹性体与柔性电极多次间接铺层而成。

上述辅助装置和/或柔性触觉传感器可以实时反馈诸如工作环境及障碍物等信息。

本发明所提供的柔性灵巧手能够进行吸取和抓取，其有益效果包括：

1)可准确识别多余物类型，并能够智能选择清除方式和抓取方式，从而可靠清除尘屑及不规则物体等异类多余物；

2)能够自主规避受限空间边界，在清除多余物时，保证其他元器件的安全性；

3)能够在受限空间内检测及清除异类多余物，改变或替代传统手工作业方式，解决航空、航天、兵器、船舶等领域的异类多余物的控制难题，为诸如电力等其他行业的多余物清除提供设计参考。

附图说明

图1示出本发明柔性灵巧手的结构示意图；

图2示出本发明柔性灵巧手的剖面示意图；

图3示出本发明柔性中指的结构示意图；

图4示出本发明柔性拇指的结构示意图；

附图标记说明